Датчик биоэлектрических потенциалов

 

Изобретение предназначено для измерения электрофизиологических параметров человека и животных. Цель изобретения - повышение точности из мерения за счет снижения влияния омического сопротивления контакта электрод - поверхность тела. Датчик содержит потенциальные электроды 1 и 2, окруженные диэлектриком 3, параэпектрик в виде частей 4, 5 и б и ей;- нальные электроды 7 и 8. Часть 4 имеет осевую поляризацию, а части 5 и 6 поляризованы перпендикулярно этому направлению и взаимно противоположно . Источник напряжения высокой частоты соединяют с одним из сигнальных электродов, а другой - с измерителем тока. Датчик устанавливают одним из потенциальных электродов на кожу в точке измерения биопотенциала , а другой - с индифферентньпч электродом . Происходит изменение направления вектора поляризации части 4 параэлектрика под действием иапряженностей полей высокой частоты, создаваемых источником через электроды 7 и 8 и части 5 и 6, и биоэлектропотенциала от биообъекта, подаваемого через электроды 1 и 2. 2 ил. с (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 19 А1 (51) 4 A 61 В 5/05

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ за ()...

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1

К АОТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Мид, 8 (21) 4147990/28 14 (22) 18.11.86 (46) 30.04.88. Бюл. Ó 16 (71) Ялтинский научно исследователь ский институт физических методов ле» чения и медицинской климатологии им. И.М, Сеченова (72) В.А. Семочкин (53) 615.475 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1057993, кл. Н 01 С 7/06, 1983. (54) ДАТЧИК БИОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОТЕВ

ЦИЛЧОВ (57) Изобретение предназначено для измерения электрофизиологических параметров человека и животных. Цель изобретения повы(пение точности из мерения sa счет снижения влияния омического сопротивления контакта электрод - поверхность тела. Датчик содержит потенциальные электроды 1 и 2, окруженные диэлектриком 3, параэлектрик в виде частей 4, 5 и 6 и си! нальные электроды 7 и 8. Часть 4 имеет осевую поляризацию, а части 5 и б поляризованы перпендикулярно этому направлению и взаимно противоположно. Источник напряжения высокой частоты соединяют с одним из сигналь ных электродов, а другой с измери» телем тока. Датчик устанавливают од ним иэ потенциальных электродов на кожу в точке измерения биопотенциа ла, а другой - с индифферентным электродом. Происходит изменение напрая ления вектора поляризации части 4 параэлектрнка под действием напряжен ностей полей высокой частоты, созда ваемых источником через электроды

7 и 8 и части 5 и 6, и биоэлектропо тенциала от биообъекта, подаваемого через электроды 1 и 2. 2 ил.

139!6!9!

1зобре rr-ние отногится к измерениям и медицине и биологии и может быть использовано при р зработке среде тв из греция элек трофи виол >ги"5 ческих параметров организма ченовека и жин0 г ц1x а так;ке для осущестElления этих изм гений.

Пель изобретения - повышение точногти иэмег ния эа счет снижения !О

Влиянич омичеcKoго сопротивления кон" такта электрод — поверхность тела, На фиг. l схематически изображен да-чик биоэлектрических потенциалов; на фиг. 2 - схема включения датчика 15 в измеритепьную печь.

Датчик биоэлектрических потенциалов состоит из потенциальных электродов 1 и 2, выполненных в виде конусов, обг ащ."нных вершннами друг к 20 другу и окружеt!íûõ диэнектриком 3, параэлектрика, состоящего иэ частей

4> 5 и 6, при этм:средняя часть 4 заключена между вершинами конусов потенциальных электродов l и 2 поля» 25 риэована в их направлении, крайние части 5 и 6 параэлектрика поляризова" ны перпендикулярно ему и взаимно противоположно и на их внешние поверхности нанесены сигнальные элек- 30 троды 7 и 8, Датчик биоэлектрических потенциа лов работает следующим образом, Источник 9 напряжения высокой частоты соединяется с сигнальным электродом, например электродом 7, а другой сигнальный электрод 8 — с измерителем

)A тока высокой частоты. Датчик од ним из потенциальных электродов, например электродом 2, устанавливается 40 на поверхность тела человека в точке измерения биопотенциала, а второй потенциальный электрод соединяет ся с индифферентным электродом (не показан). При этом емкость С, образуется частью 5 параэлектрика и сигнальным электродом 7, емкости С, С образуются границей раздела частей

5 и 4 параэлектрика и потенциальны ми электродами 1 и 2 соответственно, 50 емкости С, С > - границей раздела частей 4 и 6, параэлектрика и потен циальными электродами 1 и 2, соот нетстненно, емкость С< образуется границами раздела части 4 с частями

5 и 6 параэлектрика, емкогть С, образуется частью 6 параэлектрика и сигнальным электродом 8, емкость С! образуется между поверхностями потенциального электрода 2 и тела человека в точке и змерения биопотен циала, емкость С, образуется между вершинами конуеср потенциальньгх электродов l и 2.

В силу того, ч го часть 4 параэлектрика поляризована перпендикy» лягно направлению поляризации частей 5 и 6 параэлектрика, емкость

С„ ccC„, что достигается конструктивно.

Принципом работы датчика биоэлек» трических потенциалов является иэменение сопротивления высокочастот ному току, протекающему в направле» нии сигнальных электродов 7 и 8, à счет изменения емкости С .

Емкость С изменяется при всздей стяни на часть 4 параэлектрика элек» трического поля между верШинами Ко» нусов потенциальных электродов 1 и

2. форма которых обуславливает чув» стнительность датчика. Этому же способствует увеличение отношения

C>/C>, например, эа счет уменьшения диэлектрической проницаемости пара электрика н направлении поляризации.

Так как С «C,=-С,, то сопротивление высокочастотному току определя» ется емкостью С . Конструктивно за счет геометрических размеров частей

4, 5, 6 параэлектрика и потенциаль» ных электродов 1 и 2 достижима глубина модуляции тока высокой частоты до 507 с частотой изменения потенциала на поверхности тела от источника !1 биопотенциала. Йэменение емкости С происходит вследствие изменения направления вектора поляризации части 4 параэлектрика под действием напряженностей полей высокой частоты, создаваемой источником 9 напряжения высокой частоты через электроды 7, 8 и части 5, 6 параэлектрика, и биоэлектропотенциала, создаваемой источником 11 биопотенциала через емкость Сq и потенциальные электроды ) и 2.

Таким образом, при использовании предлагаемого датчика многократно снижается напряженность электричес» кого поля, гребующаяся для изменения диэлектрической проницаемости, происходит конструктивная развязка цепей измеряемого (управляющего ) и высокочаг7oтного сигналов, исключающая нежелательное воздействие высокочас1391619 шийся тем, что, с целью повышения точности измерения биоэлектрических потенциалов sa счет снижени

Составитель С. Кузенков

Техред Л.Сердюкова Корректор А. Обручар

Редактор M. Недолуженко

Заказ 1838/6

Тираж 655 Подписное

ВНИИПИ Гасударстве«ного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфичеакое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 тотного тока на организм человека, а также значительное увеличение чувствительности эа счет комбинированного использования геометрии потен5 циальных электродов и ориентации вектора поляризации частей параэлектри ка. При этом отмечается высокая ус» тойчивость к действию синфазных помех промышленной частоты ввиду прове- 1п дения измерений в области высокочас тотных сигналов и гальваническая развязка тела человека от цепей из" мерительных приборов. формула и э о б р е т е н и я

Датчик биоэлектрических потенциалов, содержащий два сигнальных элек трода, два потенциальных электрода и размещенные между ними параэлектрик и диэлектрик, о т л и ч а ювлияния омического сопротивления контакта электрод — поверхность тела потенциальные электроды выполнены в виде конусов, обращенных вершинами друг к другу, а параэлектрнк выполнен иэ трех частей с различной ориентацией вектора поляризации, прн этом средняя его часть заключена между вершинами конусов потенциальных электродов и имеет осевую поляризацию, а крайние части параэлектрика поляризованы взаимно противоположно и перпендикулярно направлению по ляризации средней части, при этом на их внешние поверхности нанесены сигнальные электроды.